• 한국해양공학회지
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• 제13권2호통권32호
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• pp.129-137
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• 1999

The time of the onset of double-diffusive convection in time-dependent, nonlinear concentration fields is investigated theoretically. The initially quiescent horizontal fluid layer with a uniform temperature gradient experiences a sudden concentration change from below, but its stable thermal stratification affects concentration effects in such way to invoke convective motion. The related stability analysis, including Soret effect, is conducted on the basis of the propagation theory. Under the linear stability theory the concentration penetration depth is used as a length scaling factor, and the similarity transform for the linearized perturbation equations. The newlly obtained stability equations are solved numerically. The resulting critical time to mark the onset of regular cells are obtained as a function of the thermal Rayleigh number, the solute Rayleigh number, and the Soret effect coefficient. For a certain value of the Soret effect coefficient, the stable thermal gradient promote double-diffusive convective motion.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.686-693
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• 2018

2014년 세월호 침몰사고 이후 해상에서의 안전에 대한 국민적 관심이 높아져 왔다. 해상에서 인명구조에 필요한 초기 대응시간을 확보하기 위해 구조기관의 골든타임뿐만 아니라 조난자도 구조대원이 현장에 도착하기까지 필요한 시간을 확보할 필요가 있다. 본 연구는 유류오염방제정(이하 방제정)에 비치된 오일펜스를 활용하여 다수의 인명들을 구조할 때 조난자의 심리적 안정을 유지하고 안전하게 인명을 구조하는 방안에 대한 연구를 진행하였다. 실 해역 실험을 통해 오일펜스의 측면에 구명줄 설치 시 1 m 당 70 kg 성인 2명의 부력을 유지할 수 있고 양측면에는 4명을 유지할 수 있음을 확인하였다. 또한 오일펜스 상부에 탑승 시 8 m 당 성인 3명에 대한 부력이 유지되고 있음을 확인하였다. 구조 방법으로는 방제정에서 설치한 오일펜스 후단을 잡고 고속단정이 조난자에게 접근시키는 것이 가장 신속하고 정확하게 구조하는 방법임을 확인하였다. 이 결과로 오일펜스를 활용하여 구조기관이 구조에 필요한 시간을 확보하고 아울러 조난자가 구조 시까지 심리적 안정을 가질 수 있어 다수의 인명들을 구조할 때 구조 방안으로 활용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.77-89
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• 2020

수중 부유식 터널은 터널 세그먼트가 부력에 의해 수중에 부유하도록 하는 터널의 한 유형으로, 최근 활발히 연구되고 있다. 수중터널이 지면에 연결되면 수중터널과 지반 내부의 지중터널이 연결되어야 하는데, 두 터널의 서로 다른 구속조건과 거동 특성에 의해 두 터널의 연결부위에 응력이 집중될 가능성이 매우 높다. 따라서 연결부 주변의 안정성을 보장하기 위해 특별한 설계 및 시공 방법을 적용해야 한다. 그러나 연결부 안정성에 대한 기존 연구가 충분히 수행되지 않아서 기본적인 단계의 연결부 안정성 검토에 대한 연구가 필요하다. 이 연구에서는 수중터널과 지중터널의 연결부를 수치해석을 통해 모사하여 연결부 주변 지반에서 전단 변형 집중이 발생하는 것을 확인하였고, 시공 시 처리할 수 있는 구조적 인자가 연결부 주변 지반의 안정성 확보에 어떠한 영향을 가지는지에 대해 분석하였다. 수치해석 결과는 두 종류의 터널이 가지는 변위의 불균형으로 인한 위험이 그라우팅 재료 및 조인트 자유도 구성을 통해 완화될 수 있음을 보였다. 이 연구에서 도출된 결과는 비록 수치해석을 통한 정성적인 결과이지만, 향후 연구에서 수중터널과 지중터널의 연결의 설계 시 주요하게 고려해야 하는 구조적 인자 및 위험 지역을 판단하는 것에 기여할 것이라 판단된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.461-467
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• 2016

부유 이송식 해상풍력 기초를 목표 지점에 설치하기 위해서는 내부의 중공부에 해수를 주입하여 착저 시키게 되는데, 그 과정에서 중량 및 무게 중심과 부력중심이 변하게 되어 부유식 기초가 불안정해 질 수 있다. 부유 이송식 기초의 동적안정성 해석은 기초 외부의 수력학적 하중과 6-자유도 운동을 하게 되는 기초에 작용하는 파도와 조류 하중 및 설치 과정에서 기초 내부의 중공부로 투입되는 해수의 무게중심 이동까지 동시에 고려해야 하는 복잡한 문제이다. 따라서 본 연구에서는 3차원 비정상 CFD 기법과 다물체 동역학 기법을 연성 (coupling)한 정밀 해석기법을 적용하여 부유 이송식 기초 내부 물의 슬로싱 운동까지 고려한 동적안정성 해석을 수행하고 특성을 분석하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.181-186
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• 2019

수상태양광발전 시스템은 건물옥상이나 산지 등에 개발되는 육상 태양광 발전과는 달리 주로 댐이나 저수지 등 수면위에 부력체를 이용하여 태양광 모듈을 설치하는 새로운 개념의 발전기술로서 국내 저수지 수면의 약 5 % 정도만 활용하다라도 약 4,170 MW 규모의 발전시설 건설이 가능할 만큼 개발 잠재량이 풍부하여 환경에 대한 훼손이 없이 국토의 효율적 이용이 가능한 장점이 있다. 그러나 육상과 달리 수면위에서 태양광 발전을 하기 위해서는 부력체를 이용하여 모듈 등 발전시설을 수면 위에 설치하여야 하며, 이와 더불어 수위 및 유속의 변동 등에도 안정적으로 시설을 유지할 수 있는 기술이 요구된다. 이러한 수상태양광발전 시스템에 추가적으로 안전성을 평가할 수 있는 기술기준이 현재 정립이 되어 있지 않으며 본 논문을 통해 수상태양광발전 시스템의 표준화를 위해 고려할 사항들을 정리하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권5호
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• pp.871-879
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• 2011

The internal deck structure of turtle ship has been investigated with the following approach manner. Firstly the 5 species of turtle ship are identified by examining the characteristics of 5 turtle ships revealed by the librarian or paintings. Secondly the centers of gravity and buoyancy for each type are calculated to evaluate the turtle ship's buoyancy stability. Thirdly the optimal deck structures for 5 turtle ships are additionally assessed from the viewpoint of the interoperability of soldier's missions to get more meaningful conclusion. From the results obtained by the well refined analyses above, one can identify that Changjeguyseon and Lee Chung Mu Gong descendent family's turtle ship possess one layer deck, and the tongjeyoung and jwasuyoung turtle ship consist of 1 and half story deck, and the one disclosed by Yoon has 2 story structure.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권1호
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• pp.86-93
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• 2012

A numerical investigation is conducted to search for the optimal flow rate for a rotating-disk chemical vapor decomposition reactor operating at a high temperature and a low pressure. The flow of a gas mixture supplied into the reactor is modeled by a laminar flow of an ideal gas obeying the kinetic theory. The axisymmetric two-dimensional flow in the reactor is simulated by employing a CFD package FLUENT. With operating pressure and temperature fixed, numerical computations are performed by varying rotation rate and flow rate. Examination of the structures of flow and thermal fields leads to a flow regime diagram illustrating that there are a stable plug-like flow regime and a few unfavorable flow regimes induced by mass unbalance or buoyancy. The criterion for sustaining a plug-like flow regime is discussed based on a theoretical scaling argument. Interpretation of the flow regime map suggests that a favorable flow is attainable with a minimum flow rate at the smallest rotation rate guaranteeing the dominance of rotation effects over buoyancy.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-15
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• 2005

수소는 온실효과 가스배출을 저감하기 위한 다양한 연소장치에 이용되는 에너지 전달체로 가장 중요한 물질로 인식되고 있다. 그러나 에너지 전달체로 이용되기 위해서는 수소를 이용하는 장치와 관련된 안전의 문제점이 충분히 조사하고 이해되어야 한다. 따라서 누출된 수소가스와 공기의 혼합 가스운의 확산거동과 점화 가능성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 대기 조건에 따라 대기 중에서 수소가스의 확산거동을 부력을 고려하여 살펴보았다. 풍하방향으로 위험범위는 대기안정도 및 풍속이 증가할수록 증가하게 되고, 지면에서 가스농도는 수소가스의 부력 때문에 거의 제로이다. 그러므로 누출된 수소가스 운의 점화 가능성은 낮고, 화재$\cdot$폭발 위험성은 타 연료가스 즉 부탄 및 프로판에 비하여 낮은 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.84-93
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• 2010

지중전력선과 같은 원형 지하매설관의 경우 관의 하단부 다짐효율이 낮아 파손등과 같은 구조적 문제점에 항상 노출되어 있다. 이러한 문제점들 때문에 다양한 방법들이 강구되어 왔으며 그중 하나가 유동성이 뛰어난 저강도 콘크리트의 개발이다. 외국에서는 이미 오래전부터 연구개발을 진행하여 전력회사를 중심으로 이미 실용화 단계에와 있다. 하지만, 국내에서는 일반구조물에 대한 연구는 진행되었으나, 야간시간대 급속시공이 필요한 지중전력선 공사에 적용되는 급결 유동성 뒤채움재에 대한 연구는 최근에 이루어지기 시작했다. 본 논문에서는 고유동성을 지니고 급속 고화가 가능한 현장 굴착토를 활용한 유동성 뒤채움재에 대한 역학적 특성 및 3차례에 걸쳐서 실내모형 및 실물실험을 수행한 결과, 유동성은 교반시작 이후 약 9~15분내 타설 한계 유동성(160 mm)에 도달하는 것으로 확인되었고, 재료의 부력은 타설 초기에 급격히 발생하고 이후 점차 소산하는 것으로 확인되었으며, 그 값은 재료의 단위중량으로 계산한 이론부력의 약 70 %로 계측되었다. 본 연구에서 실험을 통해서 도출한 시공방법(배치플랜트를 이용한 타설, 스페이서 설치간격 1.8 m 및 타설 간격 2 m)을 적용시 시공품질, 작업성 및 구조적 안정성을 확보 할 수 있었다.